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Voici un article qui va traiter des compresseurs. Les compresseurs sont des équipements complexes, fragiles et sont très souvent parmi les équipements les plus chers d’une unité.
Un compresseur peut-être défini de la manière suivante :
« Le compresseur est aux gaz ce que la pompe est aux liquides ».
En effet, les compresseurs permettent de véhiculer le gaz dans la tuyauterie mais il peuvent aussi permettre son stockage dans des réservoirs par liquéfaction réduisant ainsi le volume des réservoirs.
I. Généralités
Il existe près d’une dizaine de compresseurs différents mais ils peuvent-être classés en deux grandes catégories :
- Les compresseurs volumétriques : qui compressent plutôt un « volume » et par conséquent qui fonctionnent de manière discontinus.
- Les compresseurs de type « continue » :qui fonctionnent de manière continu, sans à coup.
De même, chaque catégorie est divisée en sous-catégorie comme le montre le schéma ci-dessous.
Figure 1 : Principaux types de compresseurs
Les compresseurs les plus utilisés sont les compresseurs de type Dynamique (Centrifuge et Axial) et le compresseur Recyprocating. Ce sont ces trois types de compresseur que nous allons plus particulièrement développer.
1. Compresseur Dynamique – Centrifuge
Voici le schéma d’un compresseur centrifuge.
Figure 2 : Compresseur centrifuge
Ce type de compresseur utilise la force centrifue pour obliger le gaz à passer au travers d’un espace plus petit, entrainant ainsi sa compression. Le gaz arrive perpandiculairement à une roue en rotation. Les aubes de cette roue poussent le gaz à sa périphérie avec la force centrifuge entrainant ainsi sa compression.
Ce type de compresseur est plus compact que les compresseurs axiaux (point suivant) et présente l’avantage de fonctionner de manière continue. Ces compresseurs sont moins fragile que les compresseurs axiaux
2. Compresseur Dynamique – Axial
La figure 3 présente un compresseur Axial de la société ShaanGu. Les ailettes sont bien visible de même que le cheminement du gaz.
Figure 3 : Compresseur axial
Le nom de ce type de compresseur vient du fait que le gaz longe l’axe du compresseur. Ce compresseur est muni de plusieurs ailettes qui guident le gaz vers la prochaine rangée d’ailettes et cela jusqu’à la décharge du gaz à la dernière rangée. Ainsi la rangée d’ailettes la plus grande en diamètre sera l’admission du gaz et la plus petite en diamète sera le coté de décharge.
Ces compresseurs sont très couteux à l’achat. Il y a un gros travail d’usinage pour les ailettes, l’axe doit-être parfaitement aligné et solide pour assurer la compression à des hautes vitesses de rotation (de 5000 à 12 000 tour/min) et il ne faut pas négliger le fait qu’il y ait beaucoup de matière (acier traité contre les hautes températures) !
Il est souvent nécessaire d’avoir plusieurs étages de compression car il y a un taux de compression maximal par étage. Ces compresseurs fonctionnent de manière continu ce qui les rend particulièrement interessant pour les unités qui fonctionnent elles aussi de façon continue. Il faudra veiller à ce que le gaz qui entre n’ait ABSOLUMENT aucun liquide, même des goutelettes. Une goutelette liquide à son entrée équivaut à une balle qui entre dans le compresseur étant donné la vitesse de rotation de l’arbre. Les ailettes s’abiment et il faut les remplacer pour que le compresseur fonctionne à nouveau. Ce coût est à ajouté à l’arret de production de l’unité.
Il faut donc mettre un ballon séparateur en entrée de compression afin d’éviter ce risque. De même, il faut veiller à ne pas atteindre le point de condensation en sortie par une trop haute pression. Il faut donc un ballon séparateur entre chaque étage la plus part du temps.
Ce type de compresseur, comme les compresseurs centrifuges peuvent être entrainés par une turbine. Ce couplage est très souvent réalisé. Les compresseurs ont une grande inertie dû au faite de leurs grande vitesse de rotation.
3. Compresseur reciprocating
Voici ci dessous une image d’un compresseur reciprocating.
Figure 4 : Compresseur reciprocating
Le fonctionnement de ce type de compresseur est relativement simple. Un moteur tourne entrainant un bras qui lui va entrainer le mouvement en va-et-viens d’un piston dans un cylindre. Le mouvement du piston compresse alors le gaz qui s’échappera du compresseur lorsque la pression, calculée selon la course du piston et le volume du cylindre, sera atteinte.
Ce type de compresseur peut-être à deux effets. Lors de la poussé du bras, le piston compresse d’un coté alors que de l’autre du piston, il aspire le gaz. Il y a donc deux effet (Aspiration / Compression). Lorsque le bras revient dans l’autre sens, alors les chambre de parte et d’autre du piston change de role et le coté qui aspirait compresse alors que celui qui compresse aspire.
Ces compresseurs présentent l’avantage d’être robuste et de compresser les gaz à haute pression. Il est aussi facile de reguler plus ou moins la pression de décharge grace aux soupapes d’admission et de déchappement des gaz (ce sont des ressorts). De plus pour arreter ce type de compresseur, il n’y a pas d’inertie comme les compresseurs de type continu. A contrario, si le système de sécurité « Haute pression » est mal réalisé, il peut causer des dommages très important du fait qu’il compresse avec un piston avec des hautes pressions !
Ils sont malheureusement prévu pour des débits modestes.
J.M.
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Cet article fait suite au précédent concernant le démarrage et la garantie commerciale. La garantie commerciale se fait en général à la suite de la phase de démarrage.Cette garantie représente près de la moitié de l’effort ! Elle n’est donc pas à négliger et pourtant beaucoup le font malheureusement.
Le démarrage s’effectue toujours selon une procédure que les opérateurs sur place connaissent car ils prennent le temps de la lire et de la comprendre puiqu’elle deviendra leur outil de travail. Cette phase est donc plus ou moins délicate suivant la connaissance du personnel et la qualité de la procedure de démarrage,
La période de démarrage et de garantie commerciale est une période intense au niveau du stress de l’ingénieur process ! Il doit être en mesure de répondre à toutes les questions aussi bien de la part des responsables de l’usine que de la part des opérateurs.
Les questions des opérateurs sont d’ordre pratique :
- Quelle est la température que je dois mettre à cet endroit ? Comment savoir si ça se bouche ? Quel est le débit minimal à cet endroit ? Que faire si...
Les questions des responsables sont d’ordre plus fine et touchent la plus part du temps au domaine financier, à l’ammortissement de l’unité installée.
- Les closes de garanties de fonctionnement sont-elles respectées ? Si oui, dans quelles conditions ?
L’ingénieur process doit-être en mesure de répondre à ces questions. Néanmoins, il est relativement aisée de se laisser griser par le pouvoir et de répondre à la va vite. Il ne faut pas oublier que personne ne sait tout et que lorsqu’il y a un doute, il ne faut pas hésiter à chercher l’information pour avoir une réponse exacte.
Appeler son supérieur pour demander un éclaircissement ne vous décridibilise absolument pas au contraire puisque vous montrez que vous êtes sérieux.
- Le client sera content d’avoir une information précise et certaine, plutôt qu’un désistement plus tard au mieux et une casse au pire.
- Votre responsable lui sera content, car il pourra vous faire confiance car il sait que vous ne naviguerez jamais en eau trouble ou le moins possible.
Enfin il faut aussi savoir que toutes les questions ne méritent pas toujours de réponse ! En effet, répondre et expliquer prend du temps (que l’on a pas toujours) mais c’est aussi une prise de risque. Devez-vous répondre à cette question alors qu’elle ne concerne pas directement votre unité ? Devez-vous prendre le risque pour la compagnie que vous représentez ? C’est à vous de définir ce que vous devez faire.
Une fois le démarrage réussi et la garantie commerciale atteinte, vérifiez les données que vous allez présenter ! En effet, une erreur alors que vous présenter les résultats peut être dramatique. Tout peut-être remis en question. Il est important de prendre le temps de vérifier mais aussi d’envisager les questions qui peuvent surgir pour pouvoir y répondre.
N’oubliez pas si pour vous c’est simple ça ne l’est pas pour tout le monde. Les calculs seront décortiqués et devront être expliqués car c’est un investissement de la part de l’entreprise. Le mieux vous savez ce que vous faites, le mieux vous répondrez aux questions et le mieux vous serez crédible !
La présentation des résultats est un travail d’équipe car très souvent un commercial de la compagnie que vous représentez sera présent lors de la présentation des résultats finaux. Néanmoins, n’oubliez pas que c’est vous l’ingénieur et donc que c’est vous qui devez expliquer la technique et les résultats ! Aussi, ne comptez que sur vous à ce moment pour défendre vos calculs et hypothèses même s’ils sont issuent d’années d’expérience de votre compagnie.
Cette période est un moment important pour tout ingénieur process car il voit l’aboutissement d’un projet. C’est se rendre compte que ce qui a été fait dans le btureau d’étude est utile, mais c’est aussi se rendre compte des choses à améliorer, à modifier.
J.M.
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